矩形活塞声源辐射声场研究

研究了矩形活塞声源幅射声场的特性.利用瑞利积分,计算了矩形活塞声源幅射声场的声压分布,画出了声压分布图,并分析了辐射声场的指向特性.结果表明,随着活塞尺寸的增加,声场指向性将变得尖锐.这一结论为进一步研究平面型声聚焦阵提供了理论基础.根据惠更斯原理,推出了由m个矩形活塞构成的相位阵的三维声压分布,并指出了辐射声场的指向性.     

基于声像法非对称型混响室内壁入射声能角度分布的模拟

混响室法测量材料声学性能是目前国际公认的标准测量方法,而混响室内声场通常被假设为完全扩散声场.实际上,完全扩散声场难以实现.因此,通过声像法对非对称型混响室内壁入射声能角度分布情况进行研究.声源设置在调查平面的对面,对调查平面上以0.1 m间隔设置的所有接收点的入射声能角度分布进行模拟.模拟结果表明:入射声能集中分布在0°～20°,在20°～87°区间变化趋于平缓.该混响室入射声能角度分布不同于以往各种假设声场.     

基于双测量面阵列的波束成形方法研究

文章将双测量面阵列引入到波束成形(Beamforming)方法中,建立一种基于双测量面阵列的Beam-forming方法;该方法首先采用2个测量面获取声压,通过平面波近似和声压叠加原理,推导出一种简单有效的去除干扰声源影响的方法;随后以去除干扰后的声压代替测量声压作为输入,采用多重信号分类算法进行Beamforming重建,实现对目标声源的识别.数值仿真和实验研究表明,该方法可以有效地去除干扰声源的影响,准确地定位出目标声源位置.     

流动管道内噪声源辐射声场数值预估

流动管道内噪声源辐射声场问题难度很大。该文给出了经实验考核的流动管道内声源辐射声场数值预估方法,并给出了圆管外声压级指向性系数图。利用这些图和简单公式,通过测量管外一点的声压级就可确定管内声源声功率。该文数值方法采用线化Euler方程,四阶MacCormack差分格式和Tam与Webb的无反射边界条件数值预估有流动的圆管出口辐射声场,并用声强扫描仪和声级计在半消声室中测量了管内声功率及管外声压分布,数值计算和实验所得声压指向性系数符合良好,最大误差小于1dB。     

粗糙海面对空气中声源激发水下声场的影响

提出一种计算粗糙海面条件下空气中声源激发水下声场的方法,并通过数值仿真研究粗糙海面对水下声场的影响.在波数积分模型的基础上,采用微扰法将声场分为平均声场和散射声场之和.其中,平均声场采用国际流行的波数积分模型OAST计算,散射声场采用自相容扰动法计算.对不同风速、不同声源频率条件下的声场进行仿真,结果表明风速越大、声源频率越高,总声压变化范围越大,同时,水下接收到的平均声压和均方声压受到的影响越大.     

对柱状声源声辐射逆问题的探讨

对细长柱状声源的声辐射逆问题进行了探讨 其主要思想是 :把柱状声源所产生的声场中的声压表示为一组独立函数的线性组合 ,这样根据声场中声压分布就可以求解细长柱状声源的声辐射逆问题 文中运用无限长脉动圆柱算例进行了验算 结果证明 ,本文进行的探讨是可行的     

水声信道中组合声源参数反演

为了研究水声信道中组合声源辐射声场的分布特性,选择了一个具有一定空间分布的组合声源,把坐标系的原点从接收点转换到组合声源首部,以方便计算。设计了利用小生境遗传算法反演组合声源参数的技术路径,当组合声源匀速直线运动时,接收了声源与接收点之间水平正横距离不同的多个航次的声压数据,得到了利用一个航次及同时利用多个航次的近场声压反演出的声源参数;当组合声源的运动轨迹是曲线时,给出了不同信噪比情况下的参数反演结果。该成果对于分析水声信道中组合声源的声场分布具有一定的参考价值和指导意义。     

环状活塞换能器辐射声场研究

研究了环状活塞声源辐射声场的特性.利用瑞利积分,计算出了环状活塞声源辐射声场的远场声压分布,画出了声压分布图,并分析了辐射声场的指向特性.结果表明,环带较窄时,旁瓣较大,主瓣较窄;环带较宽时,旁瓣较小,主瓣较宽.讨论了近场情况下轴上的声压分布,为进一步研究同心圆环聚焦阵提供了理论依据.根据惠更斯原理,推出了由m个同心圆环构成的相控阵的三维声压分布,并利用计算机做出了模拟图.     

对柱状声源声辐射逆问题的探讨

对细长柱状声源的声辐射逆向问题进行了探讨。其主要思想是：把柱状声源所产生的声场中的声压表示为一组独立函数的线性组合，这样根据声场中声压分布就可以求解细长柱状声源的声辐射逆问题。文中运用无限长脉动圆柱算例进行了验算。结果证明，本文进行的探讨是可行的。     

侧面辐射声化学反应器的声场研究

目的 研究侧面辐射声化学反应器的声场分布.方法 从三维声波方程出发,根据声化学反应器的声学边界条件,推导其中的声压表达式.结果 声场中声压由多种简正声波和高次同相振动叠加而成.结论 声压幅值的横向分布取决于声源的振动方式,纵向分布取决于反应容器的几何尺寸、声源振动频率、液体中的声速以及液体的深度等.近场区以高次同相振动为主,声压幅值随着纵向距离的增大而迅速衰减;远场区则以简正声波为主,声压幅值随着纵向距离的增大而起伏变化.     

超细颗粒声场流态化机理研究

在内径为56mm的声场流化床中，以超细颗粒二氧化硅为实验物料，在声压水平为90～105dB系统内考察了声波对超细颗粒流化行为和聚团尺寸的影响，并根据粘性颗粒聚团在流化床中的能量平衡分析，建立了能量平衡模型。结果表明，当声压级大于100dB时，声波可以有效地消除节涌、抑制沟流、降低临界流化速度、减小聚团尺寸，显著地改善超细颗粒的流化质量。声场强度越大，颗粒聚团的直径越小。     

高压气瓶内表面除锈技术研究

分析研究了高压气瓶内表面除锈的两种主要技术:超声波清洗技术与机械除锈技术。在阐述超声波清洗除锈技术机理基础上,重点分析了超声清洗各种工艺参数对除锈效果的影响,讨论了参数选取的基本原则,根据高压气瓶特点提出超声清洗除锈的两种可行方案。同时阐述了机械除锈的基本原理,针对高压气瓶结构设计了一套机械除锈装置,详细分析了该装置的组成,对各关键部件参数进行了设计计算。     

混凝土非均匀性对超声波衰减作用的模拟分析

为深入了解超声波在混凝土中的衰减特征和混凝土随机非均匀性的对应关系,首先,基于数字图像处理技术以混凝土骨料的含量、粒径为变量,建立了混凝土的数字模型;其次,引入Kelvin-Voigt本构关系表征超声波传播过程中的粘弹性;再次,应用谱比法分别测量了骨料和水泥砂浆的品质因子参量,并将其引入超声波控制方程;最后,在此基础上采用交错网格有限差分方法模拟了超声波在混凝土中的传播,并从能量和频率角度分析了骨料粒径、骨料含量、水泥砂浆波速和品质因子等随机参数对混凝土中超声波传播的影响。研究结果表明：超声波散射衰减对混凝土随机性最为敏感,是造成超声波能量衰减的主要衰减模式;粘弹性虽然会进一步造成能量的衰减,但是相比于散射其影响可以忽略;对混凝土进行超声波无损检测的建议入射频率为50-100 kHz。研究为建立混凝土性能特征和超声波传播参数之间的映射关系提供了有益参考。     

超声波对固体颗粒表面性质的影响

研究了在不同频率、功率、时间、温度条件下超声波对固体颗粒大小的影响;探讨了超声波对十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)阳离子表面活性剂在固体颗粒表面解吸性能的影响.结果表明:功率越大、时间越长,超声波作用后固体颗粒粒径均值越小.温度升高,固体颗粒的运动性能增强,超声波作用后粒径均值在55℃时最小,且在频率为40 kHz、功率为50 W、作用时间为50 min及55℃时,颗粒长轴均值从12.575μm减小到7.799μm,短轴均值从6.998μm减小到5.453μm.同时超声波发生器的功率越大、时间越长、温度越高,黏土颗粒表面吸附HDTMA的解吸率增大,且当频率为80 kHz、功率为50 W、时间为50 min、温度为65℃时,其解吸率可达64.69%.     

脉冲冲击波有效作用距离影响因素模拟分析

利用数值模拟方法,分析储能、作业次数、弹性模量、地应力对重复脉冲冲击波有效作用效果的影响。结果表明:低储能时无法致裂储层,以解堵为主,高储能时可以使储层产生微裂缝提高渗透率;随着作业次数的增加,冲击波有效作用距离不断增加至最大值,此后再增加作业次数,有效作用距离基本不变;地应力对有效作用距离影响比较明显,随着地应力的增加,有效作用距离呈对数规律减小;在地应力较小、弹性模量较大时,随着作业次数增加有效作用距离增大,但试验表明作业次数增加会使储层软化,减小弹性模量,降低冲击波作业效果;当地应力较大时,弹性模量和作业次数对有效作用距离基本无影响,因此重复强冲击波对弹性模量大、地应力小的储层解堵、增产、增注效果较好,且存在一个合理的冲击波作业次数。实际应用时应根据储层参数选井,优化冲击波作业参数。     

平面型热声转换装置的特性分析

利用热声效应制作出一种由加热层、绝缘层和储热层构成的平面型热声转换装置.对加热层输入交变电压信号时,由于焦耳效应及各层材料的不同热力学特性,其表面附近区域会产生相应的声波.通过对装置模型进行理论分析,推导出装置输出声压及效率的表达关系式,并利用高速数据采集系统及红外成像仪对装置工作特性进行了实验研究.结果表明:该平面型热声转换装置的输出声压和效率随输入电功率的增大而增大;环境温度对装置输出声压的影响较小;通过对装置表面静态温度场分布进行分析,得到装置结构的优化方法.该装置实现了电能、热能、声能之间的转换,具有无任何运动部件、频率可控、稳定性高等优点,因而可广泛用于电声换能领域.     

超声空化热效应破解剩余污泥的机制

为探明超声方法破解剩余污泥时的热效应,分别采用超声和水浴加热方法作用于有机大分子、细菌和剩余污泥.研究结果表明:超声作用酸性橙前后的TC和TOC含量降低,验证超声空化存在高温热解作用;对比三种情况下超声作用细菌和剩余污泥的破解效果为:未通入循环冷却水时超声>通入循环冷却水时超声>水浴加热,超声的热效应对细菌和剩余污泥的破解起促进作用;超声破解剩余污泥时超声引起温升的能量占超声总能量的10%以上,当温升达到70℃后,超声的热作用对剩余污泥的贡献率为20%左右.     

声场中光波传播特性的研究

利用量子理论对声场中光波的传播特性进行了研究 ,分析了声波与光波在相互作用中能量与动量的传递过程 ,给出了光波在声场中受声波调制后的频移量 ,提出了一种利用声光偏转效应对光波强度及传播方向实现主动控制的方法     

基于声全息的超透镜成像改进方法研究

针对空间Fourier变换的倏逝波近场声全息研究方法存在的缺陷,提出了在近场用声学超透镜代替离散分布在全息面上的声传感器的改进方法。先将声源信息汇聚于一点,再用声压传感器在聚焦点采集声源信息,实现声源识别、定位以及重建,从而有效地避免因离散采集而带来的"窗效应"和"卷绕误差"。建立物理模型,运用COMSOL软件模拟仿真,得到入射波与透镜汇聚声波的能量值比值接近1,成像效果良好,应用前景广阔。     

超声波降解水中有机污染物技术

超声波技术广泛应用于医疗诊断、清洗、探伤、加工、无损检测、污水处理等领域,为了给超声波污水处理试验以及实际应用时选取合适的频率、声强、温度等环境提供理论依据,对超声波空化降解机理做了研究,从理论上分析了声强、频率、温度等因素对降解效果的影响,阐述了超声波技术在废水处理领域的研究现状和进展,并对今后这方面的研究予以展望.